《列車輪對內側距結構光視覺線上動態測量研究》是依託北京航空航天大學，由孫軍華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：列車輪對內側距結構光視覺線上動態測量研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：孫軍華
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
列車輪對作為鐵路車輛重要的走行部件，對於鐵路安全運輸起著關鍵性的作用，尤其對於重載貨車運輸。目前，現有輪對內側距檢測方式已不能滿足我國鐵路快速發展的需要。本項目圍繞列車輪對內側距結構光視覺線上動態測量，從測量原理和關鍵技術等方面開展系統深入研究，主要研究內容為：採用透視投影變換和齊次坐標變換建立結構光視覺測量模型；按照輪對段修規程，建立輪對內側距測量模型；提出輪對內側距結構光視覺線上動態測量系統現場標定方法，並研製出標定裝置；提出快速高精度雷射光條圖像特徵提取算法；設計列車輪對內側距結構光視覺線上動態測量系統環境適應性結構；構建列車輪對內側距結構光視覺測量試驗平台，並進行現場安裝和動態測試。本項目的研究將突破列車輪對內側距結構光視覺線上動態測量關鍵技術瓶頸，為輪對內側距線上動態測量提供有效技術途徑和手段，為實現軌道從周期性修向狀態修轉變和保證鐵路運輸安全作出貢獻。
結題摘要
列車輪對作為鐵路車輛重要的走形部件，對於鐵路安全運輸起著關鍵性的作用。而輪對內側距是衡量列車運行平穩和安全的一項重要幾何參數，對其線上動態檢測可以提前預警，防止重大事故的發生。本項目圍繞列車輪對內側距結構光視覺線上動態測量，從測量原理和關鍵技術等方面開展系統深入研究，取得研究成果如下： （1）根據透視投影原理建立了基於線陣相機的點結構光視覺測量精確模型，突破了傳統三角測量模型存在非線性誤差的技術瓶頸，從一維位移測量擴展到了空間點的三維測量。 （2）提出了內側距測量新方法，採用多個點結構光視覺感測器獲取輪輞內側面上空間點坐標，以內側面平行作為約束條件重構內側面，進而完成內側距測量。該方法大幅提高了內側距測量的動態性，魯棒性強,測量設備便於現場安裝。 （3）提出了基於二維移動台帶動平面靶標的點結構光視覺感測器標定方法，標定過程簡單，易於實現；又提出基於自由移動立體靶標的點結構光感測器標定方法，不依賴高精度外部測量設備，靶標相對感測器自由移動，適合現場高精度標定。 （4）建立了球投影與絕對二次曲線投影關係方程（IS-IAC），提出了利用球投影模型的攝像機線型參數和畸變參數的標定方法和基於球心點定位的多相機全局標定方法，解決了複雜條件下視覺感測器現場標定受雜光干擾嚴重的技術瓶頸。 （5）為了滿足輪對內側距結構光視覺線上動態測量系統在鐵路現場惡劣環境下套用的要求，項目組對結構光視覺感測器的抗雜光、防水除塵、抗高低溫、防震等進行了設計，經現場試驗，滿足現場惡劣環境下長期運行要求。 （6）在實驗室搭建了列車輪對內側距靜態視覺測量試驗平台，完成靜態測試，內側距測量精度為0.25mm；在鐵路現場安裝了列車輪對內側距線上動態視覺測量試驗平台，完成貨車輪對內側距動態測試，在列車以80km/h速度通過時，內側距測量精度為0.6mm。 本項目突破了列車輪對內側距結構光視覺測量線上動態測量關鍵技術瓶頸，為輪對內側距線上動態測量提供了有效技術途徑和手段。
